【技術領域】

本發(fā)明涉及一種控制技術領域，尤其涉及一種運用于綠色建筑的智能節(jié)能控制系統(tǒng)。

背景技術：

隨著社會的快速發(fā)展，能源危機成為人類研究的重點，節(jié)能成為各領域重點優(yōu)化措施，如綠色建筑為成節(jié)能重點。

然而，相關建筑領域中，除了水、電和煤氣等計量設備的大面積使用，暖通、安防、機電設備運行及環(huán)境指數等互聯網化進程進展發(fā)展慢，而且對應的傳感器硬件廠商多，由于缺少統(tǒng)一標準，在集成建筑感知層系統(tǒng)(智能節(jié)能控制系統(tǒng))時，會出現數據無法數實時共享、協(xié)議適配周期長等問題；另外，不同終端廠商只針對自身生產的單一類型傳感器進行數據的采集分析與展示等，最終導致建筑使用方無法通過一個集成控制系統(tǒng)實現建筑的智能節(jié)能的目的。

因此，有必要提供一種新的智能節(jié)能控制系統(tǒng)及方法解決上述技術問題。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種在建筑運用中實現對能源能耗設備進行實時監(jiān)控分析的智能節(jié)能控制系統(tǒng)及控制方法，準確度和智能化程度高。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種智能節(jié)能控制系統(tǒng)，包括測量硬件、智能網關及云端服務器。所述測量硬件包括測量緯度不同的多種傳感器，用于采集不同緯度的環(huán)境數據。所述智能網關用于接收所述環(huán)境數據并將所述環(huán)境數據轉化實現一致性，同時使所述測量硬件實現聯網。所述云端服務器用于對所述智能網關進行聯網認證，存儲和分析處理所述環(huán)境數據，并對所述測量硬件實現反饋控制；所述測量硬件與所述智能網關電連接形成雙向控制，所述智能網關與所述云端服務器通訊連接形成雙向控制。

優(yōu)選的，所述測量硬件與所述智能網關通過modbus和opc實現通訊并雙向控制；所述智能網關與所述云端服務器通過https和mqtt實現通訊并雙向控制。

優(yōu)選的，所述測量硬件通過熱插拔方式與所述智能網關實現連接。

優(yōu)選的，所述智能網關將所述環(huán)境數據轉化實現一致性至少包括三個維度：數據傳輸、規(guī)則編寫和通訊協(xié)議。

本發(fā)明還提供一種智能節(jié)能控制系統(tǒng)的控制方法，該方法包括如下步驟：

提供智能控制系統(tǒng)，所述智能控制系統(tǒng)包括測量硬件、智能網關及云端服務器，所述測量硬件包括測量緯度不同的多種傳感器；

數據的采集與傳輸，通過所述測量硬件采集不同緯度的環(huán)境數據，將所述環(huán)境數據通過modbus和opc實現發(fā)送至所述智能網關，通過所述智能網關將所述環(huán)境數據轉化實現一致性；

數據的存儲與分析，通過所述云端服務器將所述數據進行存儲和分析，實現能耗的實時控制。

優(yōu)選的，在數據的采集與傳輸步驟中，所述智能網關將所述環(huán)境數據轉化實現一致性包括：

對所述智能網關進行設備認證；

利用腳本語言對不同的所述傳感器采集的所述環(huán)境數據進行歸一化讀寫規(guī)則編寫，得到歸一化的所述環(huán)境數據；

將歸一化處的所述環(huán)境數據進行合并、分解及模電轉換處理；

將運算后的所述環(huán)境數據進行規(guī)范化的壓縮處理；

利用ssl和/或https傳輸加密手段對壓縮處理后的所述環(huán)境數據進行加密處理；

將加密處理后的所述環(huán)境數據通過聯網方式傳輸至所述云端服務器。

優(yōu)選的，還包括利用腳本語言編寫實現所述環(huán)境數據的讀取頻率及無效數據拋棄的設置。

優(yōu)選的，在數據的采集與傳輸步驟中，所述智能網關將所述環(huán)境數據轉化實現一致性還包括：

在將運算后的所述環(huán)境數據進行規(guī)范化的壓縮處理后，對壓縮處理后的環(huán)境數據按時序緩存至本地存儲。

優(yōu)選的，當一個所述智能網關無有效網絡時，通過中斷方式連接至另一個正常連接網絡的所述智能網關。

優(yōu)選的，所述測量硬件通過熱插拔方式與所述智能網關實現連接。

與相關技術相比，本發(fā)明的智能節(jié)能控制系統(tǒng)及控制方式通過智能網關將不同種類的測量硬件檢測的數據進行數據歸一化處理與傳輸，當運用于整幢建筑時，智能網關使各種測量硬件實現聯網，并將測量硬件檢測的各緯度環(huán)境數據進行統(tǒng)一采集與標準化處理，通過聯網方式傳輸至云端服務器，實現了環(huán)境數據的時實采集、統(tǒng)一處理及監(jiān)控，當建筑內設備出現故障或異常時，能及時報警；同時可通過云端服務器對收集的環(huán)境數據實時信息分析統(tǒng)計，進行合理的分析決策，方便采取對應的控制措施，實現實時反饋，集成化和智能化程度高，控制方便。

【附圖說明】

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖，其中：

圖1為本發(fā)明智能節(jié)能控制系統(tǒng)的結構框圖；

圖2為本發(fā)明智能節(jié)能控制系統(tǒng)的流程框圖；

圖3為圖2中步驟s2的流程框圖。

【具體實施方式】

下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1，為本發(fā)明智能節(jié)能控制系統(tǒng)的結構框圖。本發(fā)明提供了一種智能節(jié)能控制系統(tǒng)100，包括測量硬件1、智能網關2和云端服務器。

所述測量硬件1與所述智能網關2電連接形成雙向控制，所述智能網關2與所述云端服務器3通訊連接形成雙向控制。

具體的，本實施方式中所述測量硬件1與所述智能網關2通過modbus通訊協(xié)議和過程控制的ole(oleforprocesscontrol,opc)實現通訊并雙向控制；所述智能網關2與所述云端服務器3通過以安全為目標的http通道(hypertexttransferprotocoloversecuresocketlayer，https)和即時通訊協(xié)議(messagequeuingtelemetrytransport，mqtt)實現通訊并雙向控制。

所述測量硬件1包括測量緯度不同的多種傳感器，用于采集不同緯度的環(huán)境數據。具體的，所述測量硬件1均為標準傳感器，包括空氣質量傳感器11、電力計量儀表12、水流量計量儀表13、氣流量計量儀表14、智能遠控燈15、攝像設備16及智能開關17等，且均與所述智能網關2電連接形成雙向控制。

所述智能網關2用于接收所述環(huán)境數據并將所述環(huán)境數據轉化實現一致性，同時使所述測量硬件1實現聯網，具有聯網功能。

本實施方式中，所述智能網關2將所述環(huán)境數據轉化實現一致性至少包括三個維度：數據傳輸、規(guī)則編寫和通訊協(xié)議。

本實施方式中，所述智能網關2包括熱插拔插槽21，所述測量硬件通過熱插拔方式插入所述熱插拔插槽21與所述智能網關2實現連接。該熱插拔方式操作簡單，效率高，可實現各種類型的傳感器的熱插拔接入。

需要說明的是，因各種類型的傳感器的使用不同，所述智能節(jié)能控制系統(tǒng)100可在形態(tài)上進行重新組合，產生各類不同形狀的產品，這是容易理解的。

所述智能網關2使得所述智能節(jié)能控制系統(tǒng)100的認證、安全傳輸、規(guī)則編寫及通訊協(xié)議方面實現一致性，以此實現建筑物聯網感知層的標準化統(tǒng)一。更優(yōu)的，所述智能網關2還包括設備認證模組22、規(guī)則腳本引擎23、數據運算模組24、通訊模組25、離線緩存26、自組網模組27及安全傳輸加密模組28。

所述設備認證模組22用于當所述測量硬件1通過所述智能網關2聯網接入所述云端服務器3時進行設備認證，包括證書發(fā)放和硬件廠商、類型登記等，只有通過所述云端服務器3認證后的所述測量硬件1才能有效聯網接入所述云端服務器3。

由于不同的傳感器可能來自不同的廠商，不同的數據讀取、寫入方式，所以為了能夠有效適配不同的傳感器，所述智能網關2可以針對不同傳感器數據讀寫規(guī)則，利用所述規(guī)則腳本引擎23的腳本語言快速進行歸一化讀寫規(guī)則編寫。

更優(yōu)的，所述規(guī)則腳本引擎23也可以設置數據讀取頻率、無效數據拋棄等。

所述數據運算模組24用于在上述規(guī)則腳本引擎23的基礎之上，將讀取的環(huán)境數據進行的合并、分解、模電轉換等。

所述通訊模組25的主要工作是將從各傳感器讀寫的環(huán)境數據進行規(guī)范化壓縮、即壓縮處理，通過聯網進行數據的雙向傳輸。

所述離線緩存26主要用于在無法接入有效網絡時，將采集的環(huán)境數據按照時序緩存至本地存儲單元，在接入聯網正常后，將未發(fā)送至所述云端服務器3的環(huán)境數據進行同步，避免由于網絡環(huán)境問題導致的數據缺失問題，提高其可靠性和準確性。

所述自組網模組27主要應用在某一個安裝點沒有有效網絡覆蓋的情況下，利用至少2個及以上所述智能網關2，通過中繼方式，將其中一個無網絡環(huán)境的所述智能網關2連接至另一個具有有效網絡環(huán)境的所述智能網關2，從而實現多個所述智能網關2共用一個具有有效網絡的所述智能網關2的功能。提高了所述智能節(jié)能控制系統(tǒng)100的穩(wěn)定性和可靠性。

安全傳輸加密模組28主要是在所述環(huán)境數據傳輸過程中，利用安全套接層(securesocketslayer，ssl)協(xié)議和https協(xié)議等傳輸加密手段對所述環(huán)境數據的安全性進行保障，防止數據被惡意篡改的可能性，使所述智能節(jié)能控制系統(tǒng)100的監(jiān)控數據實時有效且準確。

所述云端服務器3，用于對所述智能網關2進行聯網認證，存儲和分析處理所述環(huán)境數據，并對所述測量硬件1實現反饋控制，達到實時監(jiān)控的目的。當然，也可以通過所述云端服務器3進行節(jié)能控制方案的設定和反饋至所述測量硬件1進行執(zhí)行，以實現實時的節(jié)能監(jiān)控和控制的目的。

請一并結合參閱圖2-3，其中，圖2為本發(fā)明智能節(jié)能控制系統(tǒng)的流程框圖；圖3為圖2中步驟s2的流程框圖。本發(fā)明還提供一種智能節(jié)能控制系統(tǒng)的控制方法，本實施方式以本發(fā)明提供的所述智能節(jié)能控制系統(tǒng)100為例進行說明，該方法包括如下步驟：

步驟s1、提供所述智能控制系統(tǒng)。

所述智能節(jié)能控制系統(tǒng)100，包括測量硬件1、智能網關2和云端服務器。所述測量硬件1與所述智能網關2電連接形成雙向控制，所述智能網關2與所述云端服務器3通訊連接形成雙向控制。

本實施方式中，所述智能網關2包括熱插拔插槽21，所述測量硬件通過熱插拔方式插入所述熱插拔插槽21，從而實現與所述智能網關2實現連接。

步驟s2、數據的采集與傳輸。

通過所述測量硬件1采集不同緯度的環(huán)境數據，將所述環(huán)境數據通過modbus和opc實現發(fā)送至所述智能網關2，通過所述智能網關2將所述環(huán)境數據轉化實現一致性。

所述測量硬件1包括不同的傳感器，如空氣質量傳感器11、電力計量儀表12、水流量計量儀表13、氣流量計量儀表14、智能遠控燈15、攝像設備16及所述智能開關17等，則可檢測空氣質量環(huán)境數據、電力計量環(huán)境數據、水流量計量環(huán)境數據、氣流量計量環(huán)境數據、光照使用環(huán)境數據、攝像設備使用環(huán)境數據和開關控制環(huán)境數據等。當然，以上僅為舉例說明，所述測量硬件1并非限于此。

本步驟中，所述智能網關2通過多個功能模塊將所述環(huán)境數據轉化實現一致性，如，包括認證模組22、規(guī)則腳本引擎23、數據運算模組24、通訊模組25、離線緩存26、自組網模組27及安全傳輸加密模組28。

實現一致性包括如下步驟：

步驟s21、對所述智能網關2進行設備認證。

當所述測量硬件1通過所述智能網關2聯網接入所述云端服務器3時，所述認證模組22對所述測量硬件1進行設備認證，包括證書發(fā)放和硬件廠商、類型登記等，只有通過所述云端服務器3認證后的所述測量硬件1才能有效聯網接入所述云端服務器3。

步驟s22、利用腳本語言對不同的所述傳感器采集的所述環(huán)境數據進行歸一化讀寫規(guī)則編寫，得到歸一化的所述環(huán)境數據。

為了能夠有效適配不同的傳感器，所述智能網關2可以針對不同傳感器數據讀寫規(guī)則，利用所述規(guī)則腳本引擎23的腳本語言快速進行歸一化讀寫規(guī)則編寫。更優(yōu)的，還包括設置數據讀取頻率、無效數據拋棄等。

步驟s23、將歸一化處的所述環(huán)境數據進行合并、分解及模電轉換處理。

在步驟s22的基礎上利用所述數據運算模組24讀取的環(huán)境數據進行的合并、分解、模電轉換等。

步驟s24、將運算后的所述環(huán)境數據進行規(guī)范化的壓縮處理。

利用所述通訊模組25將從各傳感器讀寫的環(huán)境數據進行規(guī)范化壓縮、即壓縮處理，通過聯網進行數據的雙向傳輸。

步驟s25、在步驟s24的壓縮處理后，對壓縮處理后的環(huán)境數據按時序緩存至本地存儲。

在無法接入有效網絡時，通過所述離線緩存26將采集的環(huán)境數據按照時序緩存至本地存儲單元，在接入聯網正常后，將未發(fā)送至所述云端服務器3的環(huán)境數據進行同步，避免由于網絡環(huán)境問題導致的數據缺失問題，提高其可靠性和準確性。

當然，本步驟并非必要步驟，其主要用于網絡失效時的臨時離線緩存作用。

步驟s26、利用ssl和/或https傳輸加密手段對壓縮處理后的所述環(huán)境數據進行加密處理。

本步驟中可通過所述安全傳輸加密模組28利用ssl協(xié)議和https協(xié)議等傳輸加密手段對所述環(huán)境數據的安全性進行保障，防止數據被惡意篡改的可能性。

步驟s27、當一個所述智能網關2無有效網絡時，通過中斷方式連接至另一個正常連接網絡的所述智能網關2。

當在某一個安裝點沒有有效網絡覆蓋的情況下，通過所述自組網模組27利用至少2個及以上所述智能網關2，通過中繼方式，將其中一個無網絡環(huán)境的所述智能網關2連接至另一個具有有效網絡環(huán)境的所述智能網關2，從而實現多個所述智能網關2共用一個具有有效網絡的所述智能網關2的功能。

當然，本步驟也并非必要步驟，其為了提高所述智能節(jié)能控制方法的可靠性。

步驟s28、將加密處理后的所述環(huán)境數據通過聯網方式傳輸至所述云端服務器3。

通過安全傳輸加密模組28在所述環(huán)境數據傳輸過程中，利用安全套接層(securesocketslayer，ssl)協(xié)議和https協(xié)議等傳輸加密手段對所述環(huán)境數據的安全性進行保障。

需要說明的是，步驟s25和步驟s27的順序也并非限于上述實施例，該兩個步驟均是在數據傳輸至云端服務器3時，若此時網絡失效，一方面對處理后的環(huán)境數據進行緩存保護，另一方面利用自組網的方式共用其它有效網絡進行繼續(xù)傳輸。即，在步驟s28的過程中發(fā)生網絡失效時的防數據丟失的措施。

步驟s3、數據的存儲與分析，通過所述云端服務器3將所述數據進行存儲和分析，實現能耗的實時控制。

本發(fā)明的智能節(jié)能控制方法運用在建筑時，當建筑內的設備出現故障或異常時，能及時報警；可根據所述檢測硬件1的各傳感器環(huán)境的實時信息，通過傳感網絡數據的分析統(tǒng)計，進行合理的分析決策，對檢測硬件1及時操控、實現實時反饋，提高節(jié)能和安全性能。

與相關技術相比，本發(fā)明的智能節(jié)能控制系統(tǒng)及控制方式通過智能網關將不同種類的測量硬件檢測的數據進行數據歸一化處理與傳輸，當運用于整幢建筑時，智能網關使各種測量硬件實現聯網，并將測量硬件檢測的各緯度環(huán)境數據進行統(tǒng)一采集與標準化處理，通過聯網方式傳輸至云端服務器，實現了環(huán)境數據的時實采集、統(tǒng)一處理及監(jiān)控，當建筑內設備出現故障或異常時，能及時報警；同時可通過云端服務器對收集的環(huán)境數據實時信息分析統(tǒng)計，進行合理的分析決策，方便采取對應的控制措施，實現實時反饋，集成化和智能化程度高，控制方便。

以上所述的僅是本發(fā)明的實施方式，在此應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構思的前提下，還可以做出改進，但這些均屬于本發(fā)明的保護范圍。